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Anordnung zur Regelung- der Spannung von Synchronmaschinen Bei der
Spannungsregelung von Synchronmaschinen ist es bekannt, die Erregerwicklung der
Synchronmaschine baw. die Erregerwicklung ihrer Erregermaschine über einen Gleichrichter
(z. B. einen Trockengleichrichter) von einer Kompoundtransformatorschaltung aus
zu speisen. Diese Kompoundschaltung besteht entweder aus einem Stromtransformator
im Belastungskreis der Synchronmaschine und einem Spannungstransformator. Es ist
auch bekannt, die beiden Transformatoren zu einem einzigen zu vereinigen, wobei
der Primärstromkreis einerseits vom Belastungsstrom der Synchronmaschine erregt
wird, andererseits über eine vorgeschaltete Drosselspule von der Spannung der Synchronmaschine.
Um die Spannung der Synchronmaschine regeln zu können, muß noch in den Erregerkreis
ein Regelorgan eingeschaltet sein. Man könnte dazu in Reihe mit dem Gleichrichter
einen Kohledruckregler scl;alten, der von der Spannung der Synchronmaschine geregelt
wird. In diesem Falle müßte die Kompoundschaltung mit kleinem innerem Widerstand
ausgelegt sein, so daß sie im wesentlichen eine erzwungene Wechselspannung liefern
würde. Eine Parallelschaltung des Kohledruckreglers zum Trockengleichrichter ist
nicht ohne weiteres möglich, da sie ohne erhebliche Umkonstruktion der Kohledruckregler
bei Erhöhung der Generatorspannung nur eine Vergrößerung des Kohlewiderstandes ergeben
kann, während bei der Parallelschaltung eine Verringerung desselben erforderlich
wäre.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Spannung von
Synchronmaschinen, bei der die Erregerwicklung der Synchronmaschine oder die Erregerwicklung
ihrer Erregermaschine über Gleichrichter, insbesondere über Trockengleichrichter,
von dein Wechselstrom und der Wechselspannung der Synchronmaschine über einen Kompoundtransformator
oder über eine Kompoundtransformatoranordnunggespeistwird. Erfindungsgemäß ist ein
Wälzregler vorgesehen, dessen Regelkontakte entweder an Anzapfungen der Sekundärwicklung
des Kompoundtransformators oder an Anzapfungen eines von dem Isompoundtransf3rmator
oder von der K.ompoundtransformat:)ranordnung ,gespeisten Zwischentransformators
angeschlossen sind. Dadurch «=erden die geschilderten Nachteile des
Kohledruckreglers
vermieden. Man kann dabei die Kompoundschaltung sowohl mit hohem innerem Widerstand
ausführen, so daß sie praktisch einen von der Generatorbelastung und Spannung abhängigen
erzwungenen Strom liefert und dementsprechend der Regler parallel zum Trockengleichrichter
gelegt- werden kann. Dadurch kann eine schnelle Erregung erfolgen. Man kann aber
auch den Widerstand der Kompoundschaltung klein gegenüber dem Erregerwiderstand
wählen.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele der
Fig. i bis 6 der Zeichnung näher erläutert. In Fig. i ist i die in der Spannung
zu regelnde Synchronmaschine. Ihre Erregerwicklung wird von einer Erregermaschine
2, die Erregerwicklung 3 dieser Zwischenerregermaschine wird über einen in Graetzschaltung
geschalteten Trockengleichrichter d. von dem Kompoundtransformator 5 über den Wälzregler
6 gespeist. Der Kompoundtransforinator besitzt die Primärwicklungen 7 und B. Die
Primärwicklung 8 ist unmittelbar in den Belastungsstromkreis der Synchronmaschine
eingeschaltet. Die Primärwicklung 7 wird von der Spannung der Synchronmaschine über
die vorgeschaltete Drosselspule 9 gespeist. Die Vorschaltung der Drosselspule hat
den Zweck, eine gegenseitige Beeinflussung der Erregerströme in den Primärwicklungen
7 und 8 zu vermeiden. Die Sekundärwicklung io des Kompoundtransformators besitzt
Anzapfungen. Diese Anzapfungen sind zu den Regelkontakten ii -des Wälzreglers geführt.
Der Wälzkontakt des Reglers 6 wird von der Spannung der Synchronmaschine über die
Spule 12 betätigt. Um die Zahl der An-. zapfungen an der Sekundärwicklung io nicht
zu groß werden zu lassen und trotzdem eine genügende Feinfühligkeit am Wälzregler
zu erzielen, sind zwischen die aufeinanderfolgenden Anzapfungen Ohmsche Widerstände
13 geschaltet. Diese Ohmschen Widerstände besitzen ihrerseits Anzapfungen, die zu
Kontakten - am Wälzregler führen, die zwischen den Kontakten, die unmittelbar mit
der Sekundärwicklung io verbunden sind, liegen. Je nachdem nun der innere Widerstand
des Kompoundtransformators 5 groß oder klein gegenüber dem Widerstand des Erregerkreises
(Trockengleichrichter d. und Erregerwicklung 3) ist, wird durch Vergrößerung der
Zahl der wirksamen Sekundärwindungen des Stromtransformators beim Arbeiten des Wälzreglers
6 eine Erniedrigung oder eine Erhöhung des Erregerstromes erreicht. Bei großem innerem
Widerstand des Kompoundtransformators, wenn also die Ströme in der Sekundärwicklung
io durch den Strom der Drosselspule 9 und durch den Belastungsstrom der Svttclironmaschitie
vorgeschrieben «-erden. unabhängig von dem Widerstand der Teile d und 3, läßt sich
nur durch eine Erhöhung der Wirksamen Windungszahl der Sekundärivick-"ljng io des
Stromtransformators auf unendlich eine Verringerung der Erregung auf \u11 erreichen,
wie es bei kapazitiv belasteten Generatoren mitunter erforderlich ist.
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Die Anordnung nach Fig. 2 vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß der
Kompotindtransformator ; einen in Sparschaltung ausgeführten Z-%vischentransforniator
i-. speist, wobei die Primärwicklung dieses Zwischentransformators mit Anzapfungen
versehen ist und die Kontakte des Wälzreglers 6 an diese Anzapfungen angeschlossen
sind. Da die Regelung im Gegensatz zu der Anordnung der Fig. i im Primärstromkreis
eines Stromtransformators stattfindet, so kann man durch Verminderung der Wirksamen
Windungen der Primärwicklung dieses Transformators mit Hilfe des Wälzreglers auch
den Erregerstroh bis auf Null herab regeln.
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rei großen Maschinen tvird man eine dreiphasige Kompoundschaltung
anordnen, um auch bei zweipoligem Kurzschluß eine Verstärkung der Generatorerregung
vornehmen zu können. Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine solche Schaltung. Der dreiphasige
Koinpottn iitransformator 5 besitzt eine Priniäriviclclung. die als Ganzes in Reihenschaltung
mit de;-Drossel 15 von der Spannung der Synchronmaschine erregt wird. Der Teil 16
der Primärwicklung wird nun außerdem in Überlagerung mit dem Strom der Drossel 15
von dein Belastungsstrom der Synchronmaschine i durchflossen. Die Sekundärwicklung
des Stromtransformators ist in Dreieck geschaltet und zwei Phasen besitzen Anzapfungen,
die an die Regelkontakte des Wälzreglers angeschiosseu sind. Der aus sechs Einzelgleichrichtern
bestehende Trockengleichrichter 17 ist in der dargestellten Schaltung einerseits
mit dem einen Eckpunkt der Dreieckschaltung, andererseits mit den beiden beweglichen
Regelkontakten des Wälzreglers verbunden. Bei der Anordnung nach Fig. 3 besitzt
der Kompotindtransformator ; zweckmäßig i%-ieder kleine» inneren Widerstand gegenüber
dein Widerstand des Erregerkreises, um ohne Sättigung des Stromtransformators den
Erregerstrom bis auf Null herab regeln zu können. Die A>: ordnung nach F ig. 3 kann
man noch dahi-@-gehend abändern, daß man sowohl den Stromtransformator 5 als auch
die Drossel 15 nich, dreiphasig, sondern zweiphasig ausführt und in (-Schaltung
vereinigt. An dem Tranc.
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5 ist dann die mittlere Primärwicklung und die nicht mit Anzapfungen
versehene Sekundärwicklungsphase weggelassen. Ebenso ist an der Drosselspule 15
die mittlere Pliasc
weggelassen. Außerdem ist der Drosselspulensternpunkt
mit dem Generatorsternpunkt verbunden. Auch diese Schaltung ermöglicht eine gute
Drehstromregelung.
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Fig. ,I der Zeichnung zeigt eine Schaltung, bei der die Kompoundtransformatoren
wieder mit hohem innerem Widerstand gegenüber dem Erregerkreis ausgerüstet sind.
Die Kompoundschaltung besteht hier aus insgesamt drei Transformatoren, nämlich aus
dem Spannungstransformator 18, 'aus dem in den Sternpunkt des Generators i eingeschalteten
Stromtransformator ig und aus dem in Sparschaltung ausgeführtenZwischentransformator
2o. In den Sekundärstromkreis des Spannungstransformators 18 sind noch dieDrosselspulen
21 eingeschaltet, - und die Transformatoren i8 und ig speisen in Parallelschaltung
die mit Anzapfungen versehene Primärwicklung des Zwischentransformators 20. Die
Anzapfungen der Primärwicklung sind wieder an die Regelkontakte des Wälzreglers
angeschlossen. Bei dieser Schaltung kann der Erregerstrom in der Wicklung 3 durch
Verminderung der wirksamen Windungen im Primärkreis des Transformators 2o bis auf
Null herab geregelt werden.
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Fig. 5 der Zeichnung zeigt eine Anordnung, bei der am Zwischentransformator
das bei Regeltransformatoren übliche Prinzip der Anwendung von zwei Wicklungen,
die durch einen Widerstand voneinander getrennt sind, zur Anwendung kommt. Der von
dem Stromtransformator i9 und dem Spannungstransformator i8 gespeiste Zwischentransformator
22 besitzt zwei Primärwicklungen 23 und 2d., deren Anzapfungen zu den Regelkontakten
des Wälzreglers 6 derart geführt sind, daß in der Aufeinanderfolge dieser Regelkontakte
Anzapfungen, die -der einen Primärwicklung mit solchen, die der anderen Primärwicklung
zugeordnet sind, abwechseln. 25 und 26 sind die zwischen die beiden Primärwicklungen
geschalteten Widerstände. Besteht die Möglichkeit, daß durch den Wälzregler drei
aufeinander folgende und an Transformatoranzapfungen angeschlossene Lamellen kurzgeschlossen
*werden könnten, so müßte der Zwischentransformator 22 statt zwei Primärwicklungen
drei durch Widerstände voneinander getrennte Primärwicklungen besitzen, deren Anzäpfungen
in der Aufeinanderfolge abwechselnd zu den Wälzreglerlamellen geführt sind.
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Fig. 6 der Zeichnung zeigt eine andere Anordnung zur Vermeidung von
starken Kurzschlußströmen bei der Regelung der Anzapfungen durch den Wälzregler.
Die Schaltung deckt sich mit der Schaltung der Fig. 2. Die Anzapfungen an der Primärwicklung
des in Sparschaltung ausgeführten Zwischentransformators 14 sind jedoch über die
Widerstände 27 zu den Regelkontakten des Wälzreglers 6 geführt. Beim- Kurzschluß
zweier henachbärter Regelkontakte durch den Wälzregler ist daher der Strom im kurzgeschlossenen
Teil der Transformatorwicklung infolge Einschaltung zweier Widerstände stark gedämpft.